Java

Die wesentlichen Gesichtspunkte sind:

• Objektorientiert
• Eigenschaften
• Architekturunabhängig und portabel
• Robustheit
• Multithreading
• Garbage Collection
• Sicherheit

Java ist objektorientiert
Java ist vollkommen object-orientiert. Jede objekt-orientierte Sprache sollte Minimum der folgenden Charakteristiken in sich haben:

• Encapsulation: Informationen (oder genauer Attribute und Methoden) werden gekapselt, d.h. konkrete Implementierung und Strukturen sind f&uumr den Anwender nicht sichtbar. Lediglich Funktionalit&t und Interface eines Objektes werden bekanntgegeben.
• Inheritance: Subklassen "erben" Inhalte von Klassen
• Dynamic binding: ermöglich ein Maximum an Flexibilität zur Laufzeit

Wichtige Begriffe in diesem Zusammenhang die auch in Java vorkommen sind:

Klassen:	Definiert Attribute und Methoden
Object :	instanzierte Klasse
Message:	Aufruf einer Methode eines anderen Objektes
Constructor:	Methode, die die Initialisierung eines einer Klasse instanzierten Objektes vornimmt
Destructor:	Gegenstück zum constructor.
Access Control:	Bei der Deklarierung einer Klasse können Attribute und Methoden mit verschiedenen Zugriffsleveln (public, protected, private, friendly) versehen werden.
Abstract Methods:	Methoden, die in einer Klasse deklariert werden, deren Implementierung aber erst in einer Subklasse erfolgt.
Packages:	Java-konstrukt, das eine Sammlung von zusammengehörenden Klassen bildet.

Wichtige Eigenschaften von Java

• Objektorientierung
• Multithreading
• Robustheit
• Sicherheit
• Erweiterbarkeit
• Plattformunabhängigkeit

Was Java hat

• import: vergleichbar dem IMPORT von Modula-2.
• interface: ein geschickter Ersatz für die Mehrfachvererbung.
• Garbage Collection
• Verbesserte Ausnahmebehandlung
• Wohldefinierte Klassenhierarchie

Eigenschaften, die nicht von C oder C++ übernommen wurden:

• In Java gibt es keine Präprozessor-direktiven (wie z.B. #define) mehr.
• Es gibt keine Headerfiles, dafür aber interfaces, die die Definition anderer Klassen und deren Methoden beinhalten.
• Multiple Inheritance wurde durch Interfaces ersetzt, die Methodendefinitionen von Klassen gleichgesetzt werden können.
• Kein "goto"-statement (definiert, aber nicht implementiert).
• Kein Operator-overloading.
• Keine Pointer.
• Keine Typdefinitionen.
• Keine Variante Records (union).
• Keine generische Typen (templates).
• Keine Mehrfachvererbung.
• Keine vorzeichenlose Zahlentypen.
• Keinen direkten Hardwarezugriff.

Java ist architekturunabhängig und portabel
Durch die Verwendung von byte-code im Gegensatz zum Binärcode ist Java völlig architekturneutral. Java-Programme lassen sich auf allen Plattformen ausführen, auf welche die Virtual Machine portiert wurde. Portierungen werden durch die strikte Sprachspezifikation unterstützt.

Java ist robust
Java ist eine Sprache, die gedacht ist für robuste, zuverlässige und sichere Applikationen. Um dies zu erreichen wird ein striktes compile-time checking durchgeführt, das es ermöglicht Syntaxfehler früh zu entdecken. Java ist eine sehr typorientierte Sprache. Viele C-Freiheiten, wie etwa implizite Deklaration von Funktionen sind nicht erlaubt. Besondere Stützen der Robustheit sind die Abschaffung von Pointern, die Verwendung von echten Arrays, ein Speichermodell, das die unerlaubte Überschreibung von Speicherbereichen verhindert und strengere Casting-Regeln.

Java ist sicher
Bereits bei der Konzeption von Java wurden grundlegende Überlegungen bezüglich der Sicherheit angestellt. Der Java-Compiler und das Laufzeitsystem integrieren mehere Abwehrschichten gegen potentiell gefährlichen Code. Am wichtigsten ist sicherlich das Speicherallozierungs- und -referenzierungsmodell. Entscheidungen über die Speicherbelegung werden nicht vom Compiler (wie in C oder C++), sondern erst zur Laufzeit vorgenommen. Intern verwendet Java sogenannte 'handles' die zur Laufzeit in physikalische Addressen aufgelöst werden. Dies geschieht sehr spät und z. T. auch abhängig von der Architektur, jedoch völlig transparent für den Programmierer.

Was passiert, wenn gefährlicher Code auf einen Server generiert und zur Laufzeit auf dem client ausgeführt wird? Obwohl der Java-Compiler beim übersetzen das Einhalten von bestimmten Sicherheitsregeln garantiert, bleibt er natürlich machtlos, wenn Code-Fragmente zur Laufzeit on-the-fly gelinkt werden. Wie kann also das Laufzeitsystem dem hereinkommenden byte-code stream vertrauen, der vielleicht von einem nicht vertrauenswürdigen Compiler erzeugt wurde? Die Antwort ist einfach: Java traut dem Code nicht und unterwirft ihn deshalb dem byte-code-Verifizierungsprozeß. Dieser beinhaltet eine Reihe von sinnvollen, restriktiven Maßnahmen. Darunter sind einfache Typüberprüfungen, Ausklammerung von Pointern, Ausschluß von Stack-Über- und -Unterläfen, strikte Parameterüberprüfung, strikte Typkonvertierungen, Überprüfung der Speicherzugriffsrestriktionen. Weiter wird getestet, daß Objekte wirklich nur als solche verwendet werden.

Daten- und Kontrollfluß vom Java-Quellcode bis zur Ausführung.

Trotz der ausgedehnten Verifizierungsprozeß bleibt Java (laut Sun) immer noch schnell genug, da der Java-Interpreter von jeder weiterer Überprüfung hinsichtlich der Sicherheit befreit ist und damit mit vollen Geschwindigkeit arbeiten kann.

Weitere Sicherheitsaspekte sind im Java Networking Package implementiert, welches es erlaubt verschiedene Sicherheitsebenen zu konfigurieren. Diese sind:

• alle Netzwerkzugriffe sind verboten
• Alle Netzwerkzugriffe sind erlaubt
• Netzwerkzugriffe sind nur jenen hosts erlaubt, von denen der Code importiert wurde
• Netzwerkzugriffe sind auf Zugriffe außerhalb des Firewalls beschränkt, wenn der Code von dort kommt.

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